数千家客户的选择

专业的角度,丰富的经验,再好的创意,不过是我们的一个细节!

什么是RFID?详解RFID及其工作原理

  • 浏览次数: ...
  • 发布时间: 2022-10-11

射频(Radio Frequency,RF)指具有一定波长可用于无线电通信的电磁波。无线射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术,简称射频识别技术,是从20世纪90年代兴起的一种无线、非接触方式的自动识别技术,是近几年发展起来的前沿科技项目。早在RFID技术出现之前,最广泛应用的产品识别技术是条形码技术。进入21世纪后,由于条形码技术存在的诸多问题,例如,读取速度慢、存储能力小、工作距离近、穿透性弱以及适应性不强等,使其越来越不能满足人们的需求。因此,RFID技术的出现改变了条形码技术一统天下的局面。RFID技术不像条形码那样依靠“有形”的一维或二维几何图案来提供信息,而是通过芯片来提供存储于其中的数量巨大的“无形”信息。RFID改变了传统的数据采集方法,利用无线射频方式在阅读器和标签之间进行非接触双向数据传输,以达到目标识别和数据交换的目的,具有寿命长、阅读速度快、无磨损、环境适应性强、抗干扰能力强,便于使用和防碰撞的优点,可全天候、无接触地完成自动识别、跟踪与管理,且可穿透非金属物体进行识别以及多目标同时识别等优点,其通信距离范围可从几厘米至几十米远,而且依据读写方式的不同,可以输入数千字节的数字信息,具有极高的保密性。因此,RFID技术已逐渐成为自动识别技术中最优秀和应用领域最广泛的技术之一。

  RFID工作原理


  典型的RFID系统由RFID标签(Tag)、RFID阅读器(Reader)、天线3部分组成。

  RFID标签


  RFID标签又称电子标签、射频卡或应答器,是类似货物包装上的条形码功能,记载货物的信息,是RFID系统真正的数据载体,用以标识目标对象。当给移动或非移动物体附上RFID标签,就意味着把“物”变为了“智能物”,就可以实现对不同物体的跟踪与管理。

  RFID标签是一种集成电路产品,是由耦合元件和专用芯片组成。

  RFID标签芯片可划分为谐振回路、射频接口电路、数字控制和数据存储体4部分。谐振回路是电子标签与外界的通信接口,它耦合阅读器天线产生的磁场信号,为电子标签提供能量和数据。射频接口将外接天线和内部数字控制电路、E2PROM数据存储体联系起来,射频接口电路接收天线耦合的阅读器信号,使内部电路从中获得能量、时序和数据。数字控制电路主要包括状态机、译码编码、加密校验、防冲突等模块,实现命令编解码、数据校验,完成对射频接口、数据存储体的控制操作,完成协议所要求的功能。数据存储体采用E2PROM,实现对用户数据的存放,可以根据具体要求进行读/写操作。

  RFID标签含有内置天线,用于发送和接收射频信号,实现和射频天线间的通信。目前,125kHz、13.56MHz这两个频段的RFID芯片种类多、技术成熟且价格低廉。其中,13.56MHz的RFID标签是主流应用产品,国外公司如TI、Philips、Atmel、EM等提供的产品占了大部分市场。

  RFID标签采用3种数据存储方式:电可擦可编程只读存储器(E2PROM)、铁电随机存取存储器(FRAM)和静态随机存取存储器(SRAM)。E2PROM写入过程中功耗较大,使用寿命通常为10万次。FRAM的基本原理是铁电效应,写入功耗为E2PROM的1/100,写入时间为E2PROM的1000,但由于生产方面的问题,使其至今未得到广泛应用。写入SRAM写入速度快,适用于微波系统,但需要不间断供电才能保存数据。因此RFID技术通常采用E2PROM方式。RFID标签的数据量通常在几字节到几千字节之间。但有一个例外,这就是1b RFID标签,进行“是”或“否”的应答,在需要简单监控的场所是适合的,它的价格便宜,在百货商场的商品防盗系统中获得大量的应用。

  在自动识别管理系统中,每个RFID标签保存着一个物体的属性、状态、编号等信息,具有全球唯一的识别号(ID),在加工芯片时写入,无法修改和伪造,保证安全性。RFID标签通常安装在物体表面,具有一定的无金属遮挡的视角。

  RFID标签的主要电气性能参数:工作频率、读/写能力、数据传输速率、信息数据存储量、多标签识读能力(也称防碰撞能力或防冲突能力)、信息安全性能等。

  RFID阅读器


  RFID阅读器(Reader)又称读写器或读卡器,是读取(或写入)标签信息的设备。RFID阅读器可以无接触地读取并识别RFID标签中所保存的电子数据,从而达到自动识别物体的目的。阅读器一方面通过标准网口、RS-232串口或USB接口与计算机相连,另一方面通过天线与RFID标签通信,将所读取的标签信息传送到计算机上,进行下一步处理。

  由于频率范围、通信协议、数据传输方式的不同,各种阅读器会有很大的区别和差异,但是所有的阅读器在上述功能上是很相似的。

  (1)发送通道:对载波信号进行功率放大,向RFID标签传送操作命令及输入数据。

  (2)接收通道:接收RFID标签传送至阅读器的响应及数据。

  (3)载波产生器:采用晶体振荡器,产生所需频率的载波信号,并保证载波信号频率稳定度。

  (4)时钟产生电路:通过分频器形成工作所需的各种时钟。

  (5)MCU:微控制器是阅读器工作的核心,完成收发控制、向RFID标签发命令及输入数据、数据读取与处理、与高层处理应用系统的通信等工作。

  (6)天线:与RFID标签形成藕合交联。

  RFID阅读器的主要功能是控制射频模块向RFID标签发射读取信号,并接受RFID标签的应答,对RFID标签的识别信息进行处理。

  (1)查阅RFID标签中当前储存的数据信息;

  (2)控制射频模块向RFID标签发射读取信号;

  (3)接受标签的应答,对标签的识别信息进行处理;

  (4)向空白RFID标签中写入欲储存的数据信息;

  (5)修改(重新输入)RFID标签中的数据信息;

  (6)与后台管理计算机进行信息交互。

  RFID阅读器有专用阅读器和通用阅读器两种。专用读写器专门为某种用途设计,是不具备再开发功能的专用独立装置,它本身已具备某种完整的固定用途,使用方式和功能在出厂前已由厂家设置,用户可以根据应用情况做小范围设定。通用阅读器本身并不限于某种固定用途,主要针对标签的读写操作,可以进行二次开发。

本文网址: https://www.hengxinhf.com/news/225.html
找不到任何内容
客服咨询

扫一扫加微信